КОМПОЗИТТІ КЕРАМИКАЛАРДА ҚҰРЫЛЫМДЫҚ ЗАҚЫМДАНУ ЖЫЛДАМДЫҒЫНА ТЕМПЕРАТУРАЛЫҚ ФАКТОРЛАРДЫҢ ӘСЕРІН ЗЕРТТЕУ

Бұл жұмыста композитті керамикаларда ауыр иондармен сәулелену кезінде температураның құрылымдық әлсіреу және радиациялық зақымданудан туындайтын ретсіздену процестеріне әсері қарастырылған. Сәулелену температурасы 300-ден 1000 K-ге дейін өзгерді, бұл нақты жұмыс жағдайларына ең жақын радиациялық зақымдану процестерін модельдеуге мүмкіндік берді. Зерттеулер барысында қаттылық пен иілу беріктігінің әлсіреу дәрежесінің кристалл құрылымының көлемді-деформациялық ісіну мөлшеріне тәуелділігі анықталды, сондай-ақ температуралық эффектілердің керамикалардың құрылымдық және беріктік қасиеттерінің нашарлауына әсері зерттелді. Алынған деректерге сәйкес, зақымдалған қабаттағы аморфты қоспалардың концентрациясының артуы, оның сәулелену флюенсі мен температураға тәуелділігі, беріктік сипаттамаларының айқын төмендеуіне әкеледі. Бұл керамикалардың жоғары дозалы сәулелену кезінде әлсіреу процестеріне тұрақтылығын төмендетеді. Әлсіреу дәрежесінің температураға тікелей тәуелділігі анықталды, бұл инертті матрицалар ретінде осы материалдарды қолдану мүмкіндігін қарастыру кезінде олардың пайдалану мерзімін болжауда ескеруді қажет етеді. Сәулелену температурасының артуы қаттылық пен иілу беріктігінің флюенстері 10¹³–10¹⁴ ион/см² аралығында нашарлауына, яғни бастапқы мәндерден 5%-дан астамға төмендеуге әкелетін тұрақтылықтың айқын дестабилизациясын тудырады.

1. Wang Y. et al. Micro and macro damage defects in heavyion irradiated MgO-Nd2Zr2O7 composite ceramics used for inert matrix fuel // Journal of the European Ceramic Society. – 2024. – Vol. 44, No. 7. – P. 4804–4815.

2. Luzzi L. et al. Performance analysis and helium behaviour of Am-bearing fuel pins for irradiation in the MYRRHA reactor // Nuclear Engineering and Design. – 2024. – Vol. 420. – P. 113048.

3. Parveen R. et al. Investigation of radiation tolerance of yttria stabilized zirconia in the ballistic collision regime: Effect of grain size and environmental temperature // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. – 2024. – Vol. 551. – P. 165344.

4. Ichinomiya T. et al. Temperature accelerated dynamics study of migration process of oxygen defects in UO2 // Journal of nuclear materials. – 2009. – Vol. 384, No. 3. – P. 315–321.

5. He L. et al. Bubble evolution in Kr-irradiated UO2 during annealing // Journal of Nuclear Materials. – 2017. – Vol. 496. – P. 242–250.

6. Onofri C. et al. Evolution of extended defects in polycrystalline UO2 under heavy ion irradiation: combined TEM, XRD and Raman study // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. – 2016. – Vol. 374. – P. 51–57.

7. Hung C. Y. et al. Evolution of extended defects in UO2 during high temperature annealing // Journal of Nuclear Materials. – 2024. – Vol. 593. – P. 154997.

8. Charatsidou E. et al. Proton irradiation-induced cracking and microstructural defects in UN and (U, Zr) N composite fuels // Journal of Materiomics. – 2024. – Vol. 10, No. 4. – P. 906–918.

9. Banerjee R. H. et al. Radiation stability testing of hydrated and heat-treated magnesium potassium phosphates for back end nuclear fuel cycle applications // Ceramics International. – 2024. – Vol. 50, No. 1. – P. 2405–2414.

10. He J. et al. Influence of ion‐induced lattice stress and phase transition on the irradiation resistance of highentropy ceramics // Journal of the American Ceramic Society. – 2024. – Vol. 107, No. 1. – P. 615–623.

11. Koyanagi T. et al. Mechanical degradation of duplex SiCfiber reinforced SiC matrix composite tubes under a controlled high-temperature steam environment // Ceramics International. – 2024. – P. 1–10.

12. He J. et al. Secondary phase evolution of high-entropy ceramics under heavy-ion irradiation in high-temperature coupling-induced environment // Scripta Materialia. – 2024. – Vol. 248. – P. 116145.

13. Borgekov D. B. et al. The effect of oxygen vacancies on the optical and thermophysical properties of (1−x) Si3N4−xAl2O3 ceramics // Optical Materials. – 2024. – Vol. 157. – P. 116056.

14. Козловский А. Л., Азамбаев С. Б., Абшукирова А. М. Изучение влияния вариации фазового состава композитных керамик на устойчивость к радиационным повреждениям.// Вестник НЯЦ РК. – 2024. – Т. 4. – С. 164–174. [Kozlovskiy A. L., Azambaev S. B., Abshukirova A. M. Study of the influence of phase composition variation of composite ceramics on resistance to radiation damage // NNC RK Bulletin. – 2024. – Vol. 4. – P. 164–174. (In Russ.)]

15. Yan F. et al. The critical influencing factors responsible for the particle cracking in UMo/Zr dispersion fuel plates during post-irradiation anneal tests // Journal of Nuclear Materials. – 2024. – Vol. 593. – P. 154993.

16. Liu D., Wang Q., Zhang T. Phase-field simulation of the effect of grain boundary on fission gas migration in UO2 fuel // Journal of Physics: Conference Series. – IOP Publishing, 2024. – Vol. 2749, No. 1. – P. 012001.

17. Jiang Y. et al. Effects of grain boundaries on the evolution of radiation-induced bubbles in polycrystalline tungsten: A phase-field simulation // Journal of Nuclear Materials. – 2024. – Vol. 588. – P. 154757.